PENGARUH PEMANASAN BAHAN BAKAR BIODIESEL (MINYAK JARAK-SOLAR) TERHADAP KANDUNGAN EMISI GAS BUANG MESIN DIESEL

PENGARUH PEMANASAN BAHAN BAKAR BIODIESEL TERHADAP KANDUNGAN EMISI GAS BUANG MESIN DIESEL

I. Latar Belakang
Permasalahan yang dihadapi dunia dewasa ini adalah masalah pencemaran udara karena penggunaan bahan bakar serta krisis bahan bakar mineral (minyak bumi). Sebagaimana diketahui bahwa kemampuan negara-negara di dunia untuk menyediakan bahan bakar semakin lama semakin berkurang dan pada suatu saat akan mencapai puncaknya, karena hampir semua daerah yang mengandung minyak telah ditemukan dan dieksplorasi. Sedangkan permintaan akan bahan bakar terus meningkat dengan tajam, sehingga cadangan minyak dunia semakin menipis. Agar dapat keluar dari permasalahan tersebut dibutuhkan suatu inovasi tertentu, diantaranya mencari bahan bakar alternatif sebagai substitusi bahan bakar mineral tersebut. Salah satu bahan bakar alternatif yang berpotensi untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah biodiesel.
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif dari bahan mentah terbaharukan (renewable) selain bahan bakar diesel dari minyak bumi. Biodiesel tersusun dari berbagai macam ester asam lemak yang dapat diproduksi dari minyak-minyak tumbuhan seperti minyak sawit (palm oil), minyak kelapa, minyak jarak pagar, minyak biji kapok randu, dan masih ada lebih dari 30 macam tumbuhan Indonesia yang potensial untuk dijadikan sumber energi bentuk cair ini.
Biodiesel bisa digunakan dengan mudah karena dapat bercampur dengan segala komposisi dengan minyak solar, mempunyai sifat-sifat fisik yang mirip dengan solar biasa sehingga dapat diaplikasikan langsung untuk mesin-mesin diesel yang ada hampir tanpa modifikasi, dapat terdegradasi dengan mudah (biodegradable), 10 kali tidak beracun dibanding minyak solar biasa, memiliki angka setana yang lebih baik dari minyak solar biasa, asap buangan biodiesel tidak hitam, tidak mengandung sulfur serta senyawa aromatik sehingga emisi pembakaran yang dihasilkan ramah lingkungan serta tidak menambah akumulasi gas karbondioksida di atmosfer sehingga lebih jauh lagi mengurangi efek pemanasan global atau banyak disebut dengan zero CO2 emission.
Biodiesel merupakan bahan bakar ideal untuk industri transportasi karena dapat digunakan pada berbagai mesin diesel, termasuk mesin-mesin pertanian. Biodiesel mempunyai keunggulan antara lain: tidak beracun, terurai oleh mikroorganisme, tidak mengandung zat karsinogenik, diperoleh dari sumber yang dapat diperbaharui, tidak menimbulkan efek rumah kaca.
Untuk mengatasi permasalahan tersebut dilakukan pemanasan terhadap bahan bakar biodiesel (minyak jarak-solar) sebelum dinjeksikan ke dalam ruang bakar dengan tujuan untuk menurunkan viskositasnya agar nantinya setelah diinjeksikan ke dalam ruang bakar dapat membentuk butiran-butiran yang lebih halus dan menghasilkan campuran bahan bakar dan udara yang lebih homogen.

II. Tujuan Penelitian
Adapun dalam tujuan penelitian ini yaitu: (1) Untuk mengetahui pengaruh yang signifikan pemanasan bahan bakar biodiesel dengan gas buang terhadap kandungan gas CO, O2 dan CO2 mesin diesel; (2) Untuk mengetahui pengaruh yang signifikan variasi putaran mesin terhadap kandungan gas CO, O2 dan CO2 mesin diesel; (3) Untuk mengetahui pengaruh interaksi yang signifikan antara pemanasan bahan bakar dengan variasi putaran mesin terhadap kandungan gas CO, O2 dan CO2 mesin diesel.

III. Hipotesis Penelitian
Dalam pengujian ini mempunyai hipotesis sebagai berikut: (1) Ada perbedaan yang signifikan pemanasan bahan bakar biodiesel dengan gas buang terhadap kandungan gas CO, O2 dan CO2 mesin diesel; (2) Ada pengaruh yang signifikan variasi putaran mesin terhadap kandungan gas CO, O2 dan CO2 mesin diesel; (3) Ada pengaruh interaksi yang signifikan antara pemanasan bahan bakar dengan variasi putaran mesin terhadap kandungan gas CO, O2 dan CO2 mesin diesel. Catatan pada persentase kandungan minyak jarak yang digunakan pada uji eksperimen ini adalah 20% dan putaran mesin pada uji eksperimen yaitu: 1300 rpm, 1600 rpm, 1900 rpm, 2200 rpm dan 2500 rpm.

IV. Deskripsi Data
Persentase kandungan minyak jarak 20% pada solar dengan berbagai variasi putaran mesin baik yang dipanaskan maupun tidak dipanaskan merupakan data hasil penelitian yang akan diolah untuk membuktikan hipotesis, memiliki kecenderungan akan mengalami perubahan seiring putaran mesin yang diberikan.
Berdasarkan data yang telah diperoleh pada tabel 4.1 untuk emisi gas buang CO didapatkan hasil bahwa putaran mesin dan pemanasan minyak jarak 20% pada solar berpengaruh terhadap kandungan emisi CO. Kandungan kadar emisi CO seiring dengan bertambahnya putaran mesin mengalami kenaikan dan penurunan, yaitu kenaikan terjadi pada putaran mesin 1900 rpm dan 2500 rpm. Sedangkan penurunan terjadi pada putaran 1600 rpm dan 2200 rpm. Kadar emisi CO tertinggi terjadi ketika putaran mesin 2500 rpm, sedangkan kadar CO terendah terjadi ketika putaran mesin 1600 rpm.
Pulkrabek (2003) menyimpulkan salah satu penyebab terjadinya gas karbon monoksida adalah ketika bahan bakar dan udara tidak bercampur secara homogen karena olakan yang terjadi saat kompresi jelek. Pada saat mesin putaran rendah, pembakaran campuran bahan bakar dan oksigen tidak optimal sehingga kandungan gas CO terjadinya cenderung turun.
Berdasarkan data yang telah diperoleh pada tabel 4.2 untuk emisi gas buang O2 didapatkan hasil bahwa putaran mesin dan pemanasan minyak jarak 20% pada solar berpengaruh terhadap kandungan emisi O2. Kandungan kadar emisi O2 setiap putaran mesin mengalami kenaikan seiring dengan bertambahnya putaran mesin. Kenaikan tersebut terjadi sampai mesin pada putaran 2200 rpm. Sedangkan pada saat putaran mesin 2500 rpm kadar emisi O2 mencapai titik terendah.
Terjadinya kenaikan dan penurunan kandungan emisi gas buang O2 pada setiap putaran mesin disebabkan karena adanya kenaikan dan penurunan temperatur bahan bakar akibat adanya pemanasan bahan bakar. Selain itu pemanasan bahan bakar mempunyai pengaruh yang cukup signifikan terhadap kandungan emisi O2 pada saat proses pembakaran, karena dengan adanya pemanasan pada bahan bakar kandungan emisi O2 pada gas buang akan menurun. Kejadian ini disebabkan karena pada proses pembakaran bahan bakar terjadi campuran yang ideal (Mohlis, M. 2007:48).
Berdasarkan pengujian BNT (Beda Nyata Terkecil) diatas didapatkan hasil bahwa kadar emisi CO2 pada semua variasi putaran mesin tidak memiliki kesamaan. Setiap putaran mesin menghasilkan kadar emisi CO2 yang berbeda.
Berdasarkan data yang telah diperoleh pada tabel 4.3 untuk emisi gas buang CO2 didapatkan hasil bahwa putaran mesin dan pemanasan minyak jarak 20% pada solar berpengaruh terhadap kandungan emisi CO2. Semakin besar putaran mesin maka kadar emisi CO2 semakin tinggi, namun pada saat putaran mesin 2200 rpm kadar emisi CO2 menurun drastis mencapai titik paling rendah. Kemudian meningkat drastis dan mencapai titik tertinggi pada putaran mesin 2500 rpm. Pada pengujian ini kadar emisi O2 tertinggi terjadi pada saat mesin putaran 2200 rpm, sedangkan kadar emisi O2 terendah terjadi pada saat mesin putaran 2500 rpm. Pada prinsipnya, setiap pembakaran akan menghasilkan CO2 (sebagai sampah) dan O2 terpakai (sebagai pembakar). Dalam pembakaran yang sempurna, CO2 harus tinggi dan O2 rendah (www.kompas.com).

V. Hasil Penelitian
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pemanasan bahan bakar biodiesel (minyak jarak-solar) pengaruh terhadap kandungan gas buang mesin diesel. Pada saat mesin diberi pemanas, kadar emisi CO dan O2 lebih rendah jika dibandingkan dengan tidak menggunakan pemanas. Sedangkan kadar CO2 lebih tinggi jika dibandingkan dengan tidak menggunakan pemanas.
Berdasarkan hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa pemanasan bahan bakar, variasi putaran mesin dan interaksi antara pemanasan dan putaran mesin mempengaruhi kadar emisi CO, O2, dan CO2. Dapat disarankan agar dilakukan penelitian lebih lanjut misalnya pengaruh kenaikan suhu bahan bakar terhadap kandungan emisi gas buang.

Posted in: